Los canales fuera de la superficie permiten el control basado en la tensión del flujo de fluidos en parches montables en la piel
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Resumen
Este resumen es generado por máquina.Los investigadores desarrollaron nuevos microcanales fuera de la superficie (OSMiC) que generan presión a partir de la tensión de tracción, a diferencia de las bombas convencionales. Estos OSMiC permiten el control de fluidos sintonizables y sin energía para aplicaciones como la administración de líquidos a base de piel.
Área De La Ciencia
- Ciencias de los materiales
- Ingeniería biomédica
- Mecánica de fluidos
Sus Antecedentes
- Las bombas biomecánicas convencionales dependen de la compresión para la generación de presión debido a la expansión natural del material bajo tensión.
- Los dispositivos microfluídicos a menudo requieren fuentes de energía externas para la activación del fluido.
Objetivo Del Estudio
- Introducir y caracterizar los microcanales fuera de la superficie (OSMiC) que generan presión a partir de la deformación por tracción.
- Investigar la relación entre la geometría de microcanales, la tensión mecánica y el flujo de fluidos.
- Demostrar un nuevo elemento de control de fluidos sin potencia para aplicaciones basadas en deformaciones.
Principales Métodos
- Fabricación de parches monolíticos de polidimetilsiloxano (PDMS) con OSMiC.
- Caracterización del comportamiento de OSMiC bajo tensión uniaxial.
- Investigación de las arrugas, la flexión y los fenómenos de retroceso.
- Medición de la generación de presión de flujo de fluido.
- Simulaciones numéricas para validar las observaciones experimentales.
Principales Resultados
- Los OSMiC exhiben una tensión volumétrica negativa, generando presión bajo tensión de tracción.
- Generación de presión sintonizable y asimétrica lograda a través de propiedades de cambio de forma (morfismo).
- Presión máxima de flujo hacia delante (hacia atrás) de 10 (-14) kPa medida con un esfuerzo uniaxial del 20%.
- Se ha demostrado el control discreto del caudal accionado por tensión mediante la integración de OSMiC con diferentes valores de Q.
- Demostración exitosa de un parche cutáneo OSMiC sin alimentación para la administración de líquidos.
Conclusiones
- Los OSMiC ofrecen un nuevo mecanismo para la activación de fluidos biomecánicos basados en la tensión de tracción.
- La tecnología desarrollada permite el control de fluidos sintonizables y sin alimentación para dispositivos portátiles e implantables.
- Los OSMiC presentan una plataforma versátil para aplicaciones microfluídicas sensibles a la tensión, incluida la administración de fármacos.
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